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传动比可变装置

阅读：463发布：2020-05-11

专利汇可以提供传动比可变装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种传动比可变装置。预压施加机构（79）具备旋装于壳体主体（31）的内周面并旋转移动的预压调整衬套（78），并且在输出轴（23）与Z1 齿轮（61）之间具备滚针轴承（81）以及板（82）。Z1齿轮（61）在输出轴（23）的肩部通过滚针轴承（81）与滚针轴承（81）的转动面用的圆环状的板（82）被支承为能够相对旋转。预压调整衬套（78）按压输出轴（23），从而输出轴（23）的肩部沿轴向向中心轴承（63）侧按压板（82）、滚针轴承（81）以及Z1齿轮（61）。由此，能够将预压施加于轴承齿轮（25）。，下面是传动比可变装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种传动比可变装置，其特征在于，具备：
输入轴，其与方向盘连结；
外壳，其将所述输入轴支承为能够相对旋转；
马达，其被设为马达输出轴能够相对于所述外壳相对旋转；
减速器，其与所述马达输出轴连结并且输出将马达旋转角降低后的转向角；
输出轴，其将从所述减速器输出的所述转向角传递至转向轮侧；以及
预压施加机构，其将轴向的预压施加于所述减速器的齿轮的啮合部，
所述减速器具备：
第一齿轮，其以能够与所述输入轴一体旋转的方式设于该输入轴并且在端面形成有第一齿；
第四齿轮，其以能够与所述输出轴一体旋转的方式设于该输出轴并且在与所述第一齿轮的所述端面对置的端面形成有第四齿；
倾斜轴，其被设为相对于所述输入轴倾斜；以及
摆动齿轮，其被所述倾斜轴支承为能够相对于所述倾斜轴旋转，并且具有第二齿轮以及第三齿轮，所述第二齿轮以及第三齿轮以分别与所述第一齿轮以及第四齿轮啮合的方式在该摆动齿轮的不同的端面形成有第二齿以及第三齿，该摆动齿轮在所述第一齿轮与第四齿轮之间伴随着所述倾斜轴的旋转一边进行所述输入轴的轴向的摆动，一边由于所述第一齿轮与所述第二齿轮之间的齿数差或者第四齿轮与第三齿轮之间的齿数差而旋转，所述预压施加机构具备预压调整衬套，所述预压调整衬套以能够轴向移动的方式旋装于所述壳体的内周面，并且配置为能够旋转，并对所述输出轴向所述摆动齿轮侧施力。
2.根据权利要求1所述的传动比可变装置，其特征在于，
所述预压施加机构具备：推力轴承，其配置于所述输出轴与所述第一齿轮之间，并且将所述第一齿轮支承为能够相对于所述输出轴相对旋转；以及圆环状的板，其与所述输出轴的肩部抵接，并且将所述推力轴承保持为能够转动。

说明书全文

传动比可变装置

技术领域

[0001] 本申请主张于2012年11月16日提出的日本专利申请2012-251938号的优先权，并在此引用其全部内容。

背景技术

[0002] 本发明涉及传动比可变装置。

[0003] 以往，公知使用齿轮的各种传动机构。并且，希望获得能够以较少的部件数得到较大的减速比且传递容量较大的传动机构。作为这种传动机构，提出了传动比可变装置以及具备该传动比可变装置的车辆用转向操纵装置，上述传动比可变装置使用差动机构将基于马达驱动的旋转叠加于输入轴基于转向操作的输入轴的旋转并传递至输出轴，从而改变输入轴输出轴之间的旋转传动比（转向传动比）（例如参照日本特开2006-82718号公报）。

[0004] 这种传动比可变装置的减速机构，设有作为差动机构的摆动齿轮机构，该摆动齿轮机构具备与输入轴一体旋转的第一齿轮、与输出轴一体旋转的第四齿轮、以及具有与第一齿轮啮合的第二齿轮以及与第四齿轮啮合的第三齿轮并且绕相对于第一齿轮以及第四齿轮的轴线倾斜的轴线旋转的摆动齿轮。摆动齿轮构成为，借助一边经由轴承进行输入轴的轴线方向的摆动一边啮合的第一齿轮与第二齿轮之间的齿数差、以及第四齿轮与第三齿轮之间的齿数差而旋转，对来自输入轴的输入进行减速后向输出轴传递，并且通过驱动装置使摆动齿轮旋转，从而改变输入轴与输出轴之间的旋转传动比。

[0005] 在这种传动比可变装置中，有可能在摆动齿轮机构所谓的轴承齿轮（减速器）的齿轮间发生晃动而产生异响。因此，为了使其在稳定的位置啮合而抑制异响，能够使用将轴向的预压（负载）施加于轴承齿轮的啮合部的构造。例如，通过使用在输入轴侧安装预压用衬套并且一边调整紧固扭矩一边进行紧固固定的方法，来良好地维持轴承齿轮的啮合状态。然而，有可能由于沿轴向被拉动的输入轴因预压用衬套而倾斜，从而固定于输入轴的第一齿轮也倾斜。其结果是，难以维持齿轮间的适当啮合，从而有可能增加齿的脱落、磨损、或者由在啮合部分产生偏移引起的异响。

发明内容

[0006] 本发明提供一种传动比可变装置，该传动比可变装置能够通过简易的结构将预压施加于轴承齿轮。

[0007] 根据本发明的具体实施方式，上述传动比可变装置的特征在于具备：输入轴，其与方向盘连结；外壳，其将所述输入轴支承为能够相对旋转；马达，其被设为马达输出轴能够相对于所述外壳相对旋转；减速器，其与所述马达输出轴连结并且输出将马达旋转角降低后的转向角；输出轴，其将从所述减速器输出的所述转向角传递至转向轮侧；以及预压施加机构，其将轴向的预压施加于所述减速器的齿轮的啮合部，所述减速器具备：第一齿轮，其以能够与所述输入轴一体旋转的方式设于该输入轴并且在端面形成有第一齿；第四齿轮，其以能够与所述输出轴一体旋转的方式设于该输出轴并且在与所述第一齿轮的所述端面对置的端面形成有第四齿；倾斜轴，其被设为相对于所述输入轴倾斜；以及摆动齿轮，其被所述倾斜轴支承为能够相对于所述倾斜轴旋转，并且具有第二齿轮以及第三齿轮，所述第二齿轮以及第三齿轮以分别与所述第一齿轮以及第四齿轮啮合的方式在该摆动齿轮的不同的端面形成有第二齿以及第三齿，该摆动齿轮在所述第一齿轮与第四齿轮之间伴随着所述倾斜轴的旋转一边进行所述输入轴的轴向的摆动，一边由于所述第一齿轮与所述第二齿轮之间的齿数差或者第四齿轮与第三齿轮之间的齿数差而旋转，所述预压施加机构具备预压调整衬套，所述预压调整衬套以能够轴向移动的方式旋装于所述壳体的内周面，并且配置为能够从外部旋转，并对所述输出轴向所述摆动齿轮侧施力。附图说明

[0008] 图1是表示具备本发明的一个实施方式的传动比可变装置的车辆用转向操纵装置的简要结构的示意图。

[0009] 图2是本发明的一个实施方式的传动比可变装置的剖视图。

[0010] 图3是图2中的输出轴连结部的放大剖视图。

具体实施方式

[0011] 通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述以及其它目的、特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。

[0012] 以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行描述。

[0013] 基于附图对本发明的实施方式涉及的搭载于车辆的传动比可变装置进行说明。图1是表示具备本发明的一个实施方式涉及的传动比可变装置15的车辆用转向操纵装置1的简要结构的示意图，图2是本发明的一个实施方式涉及的传动比可变装置15的剖视图。
如图1所示，在车辆用转向操纵装置1中，固定有方向盘2的转向轴3经由齿轮齿条机构4与齿条轴5连结。由此，转向轴3伴随着转向操作的旋转，通过齿轮齿条机构4转换为齿条轴5的往复直线运动。此外，将柱轴8、中间轴9以及齿轮轴10连结从而构成转向轴3。而且，齿条轴5伴随着该转向轴3的旋转而进行的往复直线运动经由与齿条轴5的两端连结的转向横拉杆11传递至未图示的转向节，从而改变转向轮12的转角，即改变车辆的行驶方向。此外，本实施方式的车辆用转向操纵装置1构成为所谓的齿条辅助式电动助力转向装置（EPS），即：通过滚珠丝杠机构14将辅助用马达13的旋转转换为齿条轴5的往复运动并进行传递，从而将该马达扭矩作为辅助力施加于转向操纵系统。

[0014] 在车辆用转向操纵装置1中，使转向轮12的转角（轮胎角度）相对于方向盘2的舵角（转向操纵角）的比率即传动比（转向传动比）可变的传动比可变装置15设于柱轴8的中途。如图2所示，传动比可变装置15具备：大致圆筒状的外壳21，其固定于汽车的车身（未图示）；作为输入轴的输入轴22，其输入伴随着转向操作的旋转；以及作为输出轴的输出轴23，其与中间轴9（参照图1）连结。上述输入轴22以及输出轴23被支承为能够相对于外壳21旋转，并且构成上述柱轴8（参照图1）。即，外壳21成为不会因输入轴22的旋转而旋转的非旋转部件。另外，传动比可变装置15具备收容于外壳21内的马达24以及作为差动机构的轴承齿轮（减速器）25。而且，传动比可变装置15能够使用轴承齿轮25将基于马达驱动的旋转叠加于输入轴22的旋转并传递至输出轴23。并且，传动比可变装置15具备锁止机构26，该锁止机构26根据需要锁止马达24的旋转而能够机械地固定传动比。

[0015] 外壳21具备：圆筒状的外壳主体31，其收容马达24；圆环状的上盖32，其覆盖外壳主体31的轴向一端侧（图2中的右侧：箭头a1侧）；以及圆环状的下盖33，其收容轴承齿轮25并且覆盖外壳主体31的轴向另一端侧（图2中的左侧：箭头a2侧）。在外壳主体31的大致中央，形成有向径向内侧延伸突出的圆环状的隔壁部34，隔壁部34的箭头a1侧形成为收容马达24的马达收容部35，隔壁部34的箭头a2侧形成为收容轴承齿轮25的齿轮收容部36。另外，外壳21具备固定于上盖32的箭头a1侧的有底圆筒状的锁止壳体37。在锁止壳体37内收容有锁止机构26。而且，输入轴22被设于锁止壳体37的底部的轴承38支承为能够旋转，并且输出轴23被设于下盖33的轴承39支承为能够旋转，此外，输入轴22与输出轴23彼此配置于同轴上。

[0016] 马达24构成为具备固定于马达收容部35内的定子41、与以能够旋转的方式设于定子41的内侧的转子42的无刷马达。马达旋转轴（马达输出轴）45形成为中空状，输入轴22以位于同轴上的方式插入马达旋转轴45的内部。另外，马达旋转轴45的轴向长度被设定为比马达收容部35的轴向长度长，其箭头a1侧的轴端部配置于锁止壳体37内，并且其箭头a2侧的轴端部配置于齿轮收容部36内。而且，马达旋转轴45被设于上盖32的轴承
49、以及设于隔壁部34的轴承48支承为能够旋转。此外，在上盖32的中央形成有向马达收容部35侧凹下的收容凹部，在该收容凹部内收容有检测转子42的旋转角的旋转角传感器52（例如，旋转变压器等）。

[0017] 如图2所示，在马达旋转轴45的箭头a2侧的轴端部，以能够一体旋转的方式形成有倾斜轴53。倾斜轴53具有相对于马达旋转轴45的轴心L1（输入轴22以及输出轴23的轴心）倾斜的轴心L2。倾斜轴53的外周面形成为相对于轴心L1倾斜的圆筒状。

[0018] 轴承齿轮25具备：Z1齿轮（第一齿轮）61，其与输入轴22连结为能够一体旋转；Z4齿轮（第四齿轮）62，其与输出轴23连结为能够一体旋转；以及中心轴承（摆动齿轮）63，其配置于Z1齿轮61与Z4齿轮62之间并且经由倾斜轴53与马达旋转轴45连结。

[0019] Z1齿轮61形成为圆板状，在Z1齿轮61的外周缘沿周向排列设置有多个向箭头a1侧突出的第一齿。此外，在本实施方式中，各第一齿由相对于Z1齿轮61配置为放射状并且配置为能够绕其轴线旋转的圆柱状的滚柱构成。另外，在Z1齿轮61的中央形成有沿轴向贯通的贯通孔。而且，输入轴22的轴端部花键嵌合于贯通孔，从而Z1齿轮61与输入轴22连结为能够在同轴上一体旋转。即，Z1齿轮61的轴心与马达旋转轴45的轴心L1一致。

[0020] Z4齿轮62形成为圆环状，在Z4齿轮62沿周向排列设置有多个向箭头a2侧突出的第四齿。此外，在本实施方式中，与Z1齿轮61同样，各第四齿由相对于Z4齿轮62配置为放射状并且配置为能够绕其轴线旋转的的圆柱状的滚柱构成。另外，Z4齿轮62固定于作为固定于形成为圆筒状的Z4齿轮62的连结部件的连结筒67的内周，并经由该连结筒67与输出轴23连结。而且，连结筒67被以与隔壁部34的箭头a2侧邻接的方式设置的轴承68支承为能够旋转，并且与输出轴23连结为能够在同轴上一体旋转。即，Z4齿轮62经由连结筒67与输出轴23连结为能够在同轴上一体旋转，Z4齿轮62的轴心与马达旋转轴45的轴心L1一致。此外，在连结筒67与Z1齿轮61之间、以及在倾斜轴53与Z4齿轮62之间，分别夹设有轴承69、70。

[0021] 中心轴承63具备圆筒状的内圈、圆筒状的外圈齿轮、以及夹设于内圈与外圈齿轮之间的滚珠。在外圈齿轮的箭头a2侧（Z1齿轮61侧）的端面，沿周向排列设有多个能够与第一齿啮合的第二齿。另一方面，在外圈齿轮的箭头a1侧（Z4齿轮62侧）的端面，沿周向排列设有多个能够与第四齿啮合的第三齿。即，通过外圈齿轮构成Z2齿轮（第二齿轮）76以及Z3齿轮（第三齿轮）77。此外，在本实施方式中，第一齿的齿数N1被设定为比第二齿的齿数N2少一个，并且第三齿的齿数N3被设定为与第四齿的齿数N4数量相同。例如，在齿数N1=19、齿数N2=20、齿数N3=20、齿数N4=20的情况下，将马达旋转轴45与输出轴23在该阶段下的减速比设定为20。

[0022] 而且，内圈通过固定于倾斜轴53的箭头a2侧的端部的固定部件，与倾斜轴53的外周连结为能够与马达旋转轴45一体旋转。即，中心轴承63的轴心与倾斜轴53的轴心L2一致，中心轴承63绕相对于Z1齿轮61以及Z4齿轮62的轴线倾斜的轴线旋转。而且，对于外圈齿轮而言，仅Z2齿轮76的一部分与Z1齿轮61啮合，并且仅Z3齿轮77的一部分与Z4齿轮62啮合。此外，Z1齿轮61与Z2齿轮76之间的啮合部、以及Z4齿轮62与Z3齿轮77之间的啮合部，以Z1齿轮61以及Z4齿轮62的轴心为中心分开大致180°。

[0023] 另外，通过预压施加机构79以Z1齿轮61与Z4齿轮62彼此接近的方式将轴向的预压施加于轴承齿轮25。该预压施加机构79构成为，旋装于壳体主体31的输出轴23侧轴端部的内周面的预压调整衬套78从外部被紧固而移动，从而沿轴向对Z1齿轮61施力，并且构成为能够调整并且维持施加于中心轴承25的轴向预压。

[0024] 这样，在分别与输入轴22、输出轴23、以及马达旋转轴45连结的轴承齿轮25中，输入轴22的旋转从Z1齿轮61经由中心轴承63传递至Z4齿轮62，并且向连结筒67以及输出轴23传递。另外，若马达24驱动而使马达旋转轴45旋转，则与马达旋转轴45连结的倾斜轴53进行摆头运动（precessionalmotion）。由此，外圈齿轮与固定于倾斜轴53的内圈一起进行摆头运动，Z1齿轮61与Z2齿轮76之间的啮合部、以及Z4齿轮62与Z3齿轮77之间的啮合部向同一方向旋转。其结果是，使基于Z1齿轮61与Z2齿轮76、以及Z4齿轮62与Z3齿轮77的齿数差的旋转差，作为基于马达驱动的旋转叠加于输入轴22并向输出轴23传递（例如，在减速比为20的情况下，马达旋转轴45每旋转20圈，输出轴23叠加
1圈大小）。即，能够根据基于马达驱动的旋转，改变输入轴22与输出轴23之间的旋转传动比、即改变方向盘2（参照图1）与转向轮12（参照图1）之间的传动比（转向传动比）。

[0025] 接下来，图3是图2中的预压施加机构79的放大剖视图。如图3所示，预压施加机构79具有：预压调整衬套78，其旋装于壳体主体31的内周面并覆盖壳体主体31的轴向输出轴23侧端部且进行旋转移动；滚针轴承81，其在输出轴23与Z1齿轮61之间作为轴承发挥功能；以及板82，其与输出轴23的肩部抵接并将滚针轴承81保持为能够转动。预压调整衬套78通过金属材料（例如，铝合金等）形成为圆板状，在其外周形成有旋装于壳体主体31的端部的外螺纹部。此处，输出轴23被设于预压调整衬套78的轴承39支承为能够相对旋转，预压调整衬套78从外部被紧固而进行移动，从而沿轴向对输出轴23的外周部施力。

[0026] 在Z1齿轮61的背面形成有带台阶状的轴承承受部，该Z1齿轮61在轴承承受部通过滚针轴承81、以及滚针轴承81的转动面用的圆环状的板82以能够相对旋转的方式支承于输出轴23的推力支承部（肩部）。输出轴23的肩部沿轴向向中心轴承63侧按压板82、滚针轴承81以及Z1齿轮61。由此，预压施加于轴承齿轮25。此处，若仅以预压调整衬套78的预压负载承受轴承齿轮25的反作用力，则有可能存在在方向盘2（参照图1）的扭矩较大时，轴承齿轮25因反复施加负载而塑性变形的情况，所以将板82固定于输出轴23的肩部并作为止动部发挥作用。作为板82，能够使用碳钢（例如，轴承钢SUJ2、SCM415的热处理材料）等高硬度的钢材。

[0027] 接下来，对预压调整机构79以及预压力的流动进行说明。根据上述结构，通过预压调整衬套78施加于轴承齿轮25的预压力形成有如下传递路径，即，由于预压调整衬套78沿轴向按压输出轴23的肩部，从而经由板82以及滚针轴承81，并经由Z1齿轮61、中心轴承63的两端的两个啮合部（Z2齿轮76以及Z3齿轮77）、Z4齿轮62、以及连结筒67到达输出轴23。另外，施加该预压的路径上的部件仅由铁材料构成。

[0028] 接下来，对如上所述地构成的本实施方式的传动比可变装置15的作用以及效果进行说明。

[0029] 根据上述结构，以如下方式构成预压施加机构79，即，通过以能够移动的方式旋装于壳体主体31的输出轴23侧端部的内周面的圆板状的预压调整衬套78沿轴向按压输出轴23的外周部，由此，输出轴23沿轴向对轴承齿轮25的Z1齿轮61施力，从而将预压施加于轴承齿轮25的齿轮的啮合部。另外，通过调整预压调整衬套78的位置来沿轴向按住输出轴23，并且输出轴23经由设于输出轴23的肩部与Z1齿轮61之间的滚针轴承81以及圆环状的板82沿轴向对被设置为能够相对于输出轴23旋转的Z1齿轮61的端面进行按压。

[0030] 由此，能够防止输入轴22沿径向倾斜，能够抑制嵌合固定于输入轴22的Z1齿轮61倾斜，从而能够维持轴承齿轮25的齿轮间的良好的啮合状态。其结果是，能够降低轴承齿轮25的齿的脱落、磨损、或者由在啮合部分产生的偏移引起的异响的发生。

[0031] 如以上所述，根据本发明的实施方式，能够提供能够以简易的结构将预压施加于轴承齿轮的传动比可变装置。

[0032] 以上，虽然针对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明还有可能以其他方式来实施。

[0033] 在上述实施方式中构成为，输出轴23经由滚针轴承81直接按压Z1齿轮61来将预压施加于轴承齿轮25，但是并不局限于此，也可以在输出轴23与滚针轴承81之间，设有防松垫圈等弹簧部件、橡胶等弹性体，并通过其弹力将预压施加于轴承齿轮25。

[0034] 在上述实施方式中，也可以将方向盘2与输出轴23侧连结，并且将中间轴9与输入轴22连结。即，也可以将输入轴22作为输出轴，将输出轴23作为输入轴。另外，虽然应用于外壳21不因输入轴22的旋转而旋转的类型的传动比可变装置15，但并不局限于此，例如也可以应用于外壳与输入轴一体旋转的类型的传动比可变装置。

[0035] 在上述实施方式中，将本发明应用于轴承齿轮式传动比可变装置，但并不局限于此，也可以应用于波动齿轮式传动比可变装置。另外，不限定于柱搭载式，也可以应用于中间轴搭载式、小齿轮一体式传动比可变装置。

[0036] 在上述实施方式中，将本发明应用于车辆用转向操纵装置1的传动比可变装置15，但是也可以应用于用于除此之外的用途的其他的通常的装置。另外，虽然车辆用转向操纵装置1构成为，具备了将马达辅助力施加于转向轴3的转向操纵辅助机构的齿条辅助式电动助力转向装置，但是并不局限于此，可以是柱辅助式、小齿轮辅助式电动助力转向装置，也可以取消转向操纵辅助机构。

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